Restrições das raízes em Hidroponia
Uma das vantagens mais reconhecidas da hidroponia é o pequeno volume da zona radicular exigido pela maioria das culturas. Isso significa que sistemas arrumados, compactos, mas altamente eficientes, podem ser construídos dentro de casa, sem a necessidade de enormes camas ou recipientes profundos de solo para conter os sistemas radiculares das plantas que queremos cultivar.
Nos primórdios da indústria, uma das maiores vantagens da hidroponia foi apontada como sendo que o fornecimento regular de uma solução nutritiva completa e balanceada significava que sempre havia água e minerais suficientes para o crescimento, portanto, um sistema radicular grande não ser necessário ou produzido pela planta.
Embora isso seja parcialmente verdadeiro, os volumes de enraizamento exigidos pelas plantas sob uma cultura sem solo bem gerenciada são consideravelmente menores que os das plantas no solo.
Levar isso a extremos com zonas de raiz altamente restritas pode causar problemas de crescimento e perda de produtividade hidropónica. Por outro lado, a restrição radicular leve pode ter efeitos positivos em algumas plantas, se aplicada corretamente e com conhecimento de como isso pode afetar a fisiologia da planta.
Quanto mais restritivo for o volume da zona radicular hidropónica, mais bem gerido o sistema de produção precisa ser para garantir que as plantas sejam supridas com a água, os nutrientes e o oxigênio necessários para o crescimento e a produção ideais.
No entanto, mesmo um fornecimento constante de água e nutrientes não pode superar todas as restrições impostas por um volume de raiz excessivamente pequeno e, por essa razão, um aspecto importante do projeto do sistema hidropónico é usar um volume de enraizamento adequado para o tipo de planta a ser cultivada .
Para complicar ainda mais, não há recomendações exatas para o tamanho ideal do volume da zona radicular para diferentes plantas hidropónicas.
O volume ideal da raiz depende não apenas das espécies vegetais e da cultivar, mas de outros fatores ambientais e do sistema, como a frequência de aplicação de nutrientes e, portanto, reposição de oxigênio e nutrientes, além de fatores que influenciam as exigências das plantas.
Alguns estudos foram realizados para determinar o efeito do volume e restrição da zona radicular sobre a produtividade das culturas, como tomates e pimentas hidropónicos. Foi relatado que os maiores rendimentos com pimentas foram obtidos com um volume de substrato de perlite de 4,38 a 4,75 gal. por planta (em comparação com 0,87, 1,76, 2,37 e 8,71 gal. por planta); no entanto, essa resposta ao volume do substrato também é altamente correlacionada às condições em que a experiência foi executado, às taxas de aplicação de nutrientes e à aeração do substrato.
Uma vez que todos os nutrientes, água e oxigênio requeridos por uma planta são fornecidos através da solução nutritiva, o sistema radicular não precisa crescer e se expandir rapidamente para forragear esses recursos numa grande profundidade de solo.
No entanto, o crescimento das raízes nas plantas, mesmo em hidroponia, é contínuo, e com o tempo a densidade das raízes aumenta à medida que novas raízes são produzidas. A regeneração de novas raízes é de fato essencial para o desenvolvimento normal das plantas.
As raízes respondem à gravidade e ao toque quando entram em contato com uma superfície sólida, portanto, em um recipiente de crescimento restrito, elas tendem a se dirigir para baixo e formar um tapete nas regiões inferiores do substrato em crescimento.
Eventualmente, com o crescimento contínuo das raízes, o ponto será atingido onde a ligação radicular extrema ocorre e o crescimento geral da planta é restrito, mesmo com o fornecimento regular de uma solução nutritiva.
Em volumes radiculares muito restritos, esta prevenção do crescimento de novas raízes adicionais tem mostrado ser um resultado tanto da auto-inibição da raiz como também causada por fatores limitantes do crescimento tais como exsudados radiculares.
O tamanho do volume ótimo de enraizamento na hidroponia, portanto, deve permitir esse crescimento contínuo das raízes, mas, ao mesmo tempo, nutrientes, água e oxigênio sendo fornecidos regularmente podem ser consideravelmente menores do que os requeridos por uma cultura cultivada no solo.
Restrição de Raiz e Hidroponia
Com a hidroponia, tendemos a esquecer em grande parte o que está acontecendo na zona da raiz e muitas vezes assumimos que uma vez que uma solução nutritiva bem equilibrada está sendo aplicada regularmente, mesmo que as raízes tenham um volume muito restrito para crescimento, elas ficarão bem. Num sistema hidropónico perfeitamente projetado, esse pode ser o caso, no entanto, muitos sistemas, sem o conhecimento do produtor, podem sofrer problemas diretamente relacionados à restrição da zona raiz. O mais comum deles é a disponibilidade de oxigênio usado pelas raízes das plantas no processo de respiração.
Plantas sob certas condições têm uma exigência muito alta de oxigênio dentro da zona da raiz, particularmente sob as condições protegidas e quentes fornecidas durante todo o ano com jardins internos.
Uma zona de raiz restrita tem um potencial limitado para manter o oxigênio e, portanto, depende muito do reabastecimento de oxigênio, seja através do oxigênio dissolvido no nutriente ou percolação de oxigênio até a zona da raiz durante a irrigação. Se a exigência da raiz para o oxigênio for maior que a taxa de reabastecimento em um volume restrito, a função da raiz começa a diminuir, assim como a absorção de água e nutrientes.
Eventualmente, a falta de oxigênio pode causar a morte das células da raiz, aumentando o risco de doenças da raiz, como o pítio. Quanto mais restrito o volume da zona de raiz, maior a taxa de reposição de oxigênio. Na hidroponia, isso pode ser alcançado de várias maneiras. Primeiro, alguns médiuns em crescimento contêm poros maiores do que outros e permitem que o oxigênio seja desalojado mais rapidamente na zona da raiz.
Em segundo lugar, as soluções nutritivas transportam oxigênio dissolvido para aumentar o conteúdo de oxigênio dissolvido da solução via aeração e garantir que a zona da raiz não esteja saturada com água, garantindo mais oxigênio disponível para a absorção da raiz.
Comunicação Root-shoot
Um tomate tradicional cultivado no solo pode ter uma média de mais de 52 litros. de volume de enraizamento por planta, com acesso quase ilimitado à profundidade do solo para forrageio para água e nutrientes. Isso pode representar um considerável investimento em energia no crescimento das raízes pela planta em busca de recursos para o crescimento.
Em água hidropónica, nutrientes e oxigênio dissolvido são entregues ao sistema radicular de forma regular ou, no caso de cultura de solução, de base contínua, portanto, as raízes normalmente não precisam crescer em comprimentos excessivos em busca destas.
Isto deve representar uma melhor eficiência para o crescimento das plantas em hidroponia - as plantas precisam colocar menos recursos no crescimento de grandes sistemas radiculares, assim, mais energia pode ser desviada para o topo da planta.
Embora isso possa parecer simplesmente um caso de menos raízes e mais crescimento de brotos, flores, frutas ou sementes, há outros fatores que complicam essa situação. As plantas coordenam o crescimento das suas raízes e das suas raízes, sinalizando com hormonas de plantas produzidas em diferentes órgãos.
Um sistema radicular excessivamente restrito pode sinalizar através da produção de hormonas para o topo da planta e controlar o crescimento de brotos e outros processos de desenvolvimento. Os rebentos também podem sinalizar para raízes através da hormona vegetal auxina produzida no topo da planta e transportada até às raízes.
Assim, o tamanho, a saúde e o stresse das raízes afetam os brotos da planta e vice-versa. Isso significa que, mesmo em hidroponia, uma zona de raiz excessivamente restrita restringirá o crescimento das plantas acima do solo devido a essa coordenação e comunicação raiz / parte aérea, mesmo que a água, o oxigênio e os nutrientes sejam ótimos e continuamente fornecidos.
Vantagens da restrição de raiz
Os efeitos positivos da restrição de raízes para plantas cultivadas em contentores são conhecidos há muito tempo, sendo a arte do bonsai o exemplo mais extremo. Quando as raízes são severamente restringidas dentro do recipiente em crescimento por longos períodos de tempo com nutrientes limitados e práticas de poda das raízes, toda a planta fica atrofiada e diminuída.
No entanto, o equilíbrio deve ser mantido entre manter o crescimento das plantas altamente restrito e compacto, mas ao mesmo tempo saudável e vivo. Na produção hidropónica, de mudas e de plantas ornamentais e de culturas frutíferas, práticas de restrição radicular mais suaves são usadas para certas plantas para ajudar a aumentar a qualidade e a produtividade do produto.
Mudas de plantas cultivadas com alguma restrição radicular geralmente resultam em transplantes mais curtos e resistentes que são mais capazes de sobreviver ao stresse do processo de plantio e estabelecimento.
Verificou-se que a restrição radicular em culturas de frutificação, como maçãs e videiras, restringe o crescimento vegetativo, melhorando simultaneamente a qualidade do fruto em termos de açúcares solúveis e outros parâmetros.
Há evidências com algumas culturas hidropónicas de que a restrição radicular no estágio de plântulas ajuda a conter o crescimento vegetativo excessivo na planta jovem, levando a um florescimento mais precoce, plantas mais compactas e um equilíbrio vegetativo vs. reprodutivo vantajoso.
A restrição de raiz nesses casos pode tomar a forma de seleção cuidadosa do tamanho do contentores de raiz de plântulas ou, como é mais comum, manter as plântulas por mais tempo em seus cubos ou recipientes de propagação para que a restrição de raiz comece a ocorrer antes do plantio.
Outros estudos mostraram que a restrição radicular pode melhorar o valor nutricional de vegetais cultivados hidroponicamente. Isso pode ocorrer por meio de uma resposta de stresse semelhante à que ocorre quando as culturas são cultivadas sob irrigação deficiente ou com um alto EC, ou mais provavelmente uma combinação de processos internos de plantas desencadeada por compostos produzidos pelo sistema radicular restrito.
Um estudo descobriu que crisântemo comestível, pak-choi, endívia e alface cultivadas hidroponicamente em um sistema de fluxo profundo em tubos de zona de raiz restrita resultou em plantas com uma porcentagem aumentada de matéria seca, relação C: N, ácido ascórbico (vitamina C) e antocianina conteúdo.
No entanto, o aumento da restrição radicular também retardou o crescimento, portanto, um volume restrito de enraizamento de compromisso precisou ser estabelecido, um que produzisse crescimento de folhagem suficiente, mas também uma melhoria no valor nutricional.
O volume otimizado de enraizamento, no entanto, variou para cada espécie diferente. Assim, é difícil fazer recomendações generalizadas para o volume ideal da raiz para sistemas hidropónicos.
Competição de Raiz
Em muitos sistemas hidropónicos, plantas individuais podem ser cultivadas em seu próprio recipiente separado ou placa de substrato e algumas plantas são muitas vezes cultivadas lado a lado, permitindo que raízes de plantas separadas se misturem.
Alguns estudos descobriram que as plantas produzem mais massa radicular quando compartilham o espaço de enraizamento com um vizinho, em comparação com plantas que crescem sozinhas. Acredita-se que isso permite que as plantas aumentem sua capacidade competitiva de nutrientes, mas que o supercrescimento radicular pode ocorrer nessa situação à custa do crescimento reprodutivo.
Esses achados podem ser específicos da espécie. Parece que as raízes de algumas espécies de plantas podem sentir as raízes das plantas vizinhas e responder a elas de acordo. Mais estudos nesta área podem eventualmente nos ajudar a determinar como as plantas cultivadas lado a lado podem estar influenciando o crescimento umas das outras em sistemas hidropónicos.
Em conclusão
Nosso objetivo como produtores hidropónicos é fornecer volume de raízes suficiente para cada espécie, de modo que as raízes não sejam excessivamente restritas, e ao mesmo tempo tornar os sistemas sem solo eficientes e gerenciáveis, não fornecendo zonas de contenção de raiz muito grandes e desnecessárias. Como a restrição de raízes pode às vezes ter vantagens, com a hidroponia, temos as ferramentas e a tecnologia para gerenciar precisamente o volume do sistema radicular.
Bons cultivos ;)
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